JPH08195508A - 半導体発光素子 - Google Patents

半導体発光素子

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JPH08195508A
JPH08195508A JP2235895A JP2235895A JPH08195508A JP H08195508 A JPH08195508 A JP H08195508A JP 2235895 A JP2235895 A JP 2235895A JP 2235895 A JP2235895 A JP 2235895A JP H08195508 A JPH08195508 A JP H08195508A
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JP
Japan
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light
semiconductor pellet
emitted
light emitting
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JP2235895A
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English (en)
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Takehisa Natori
武久 名取
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光ダイオードから放射される光の利用効率
を向上する。 【構成】 半導体ペレット５のＰ領域とＮ領域の接合面
６ａを主観視方向Ｂと平行となるように配置して発光ダ
イオード１を構成する。また、上記Ｐ領域及びＮ領域に
配置される陰電極７、陽電極９は互いに対向しない位置
に配置するようにする。さらに、半導体ペレット６は、
主観視方向Ｂに開口部５ａを有するリフレクタ５内に配
置されるとともに、開口部５ａは半導体ペレット６の上
端部と同等又は高くなるように形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体ペレットから放
射される光を有効に利用することができる半導体発光素
子に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えばテレビジョン受像機、ミニディス
クプレーヤ等の各種電子機器の動作を示すパイロットラ
ンプやインジケータ等の半導体発光素子として発光ダイ
オード（ＬＥＤ・・・Light Emitting Diode）が用いら
れている。また、上記発光ダイオードを所定の位置に形
成された７又は１６個のセグメント内に配置することに
より数字、文字、図形等を表示することができるＬＥＤ
ディスプレイによって、例えばエアコンなどの温度表示
や、各種タイマー等の時間表示を行うことができるよう
になっている。
【０００３】図６はこのような発光ダイオードを断面的
に示す図である。この図で２１は発光ダイオード全体を
示す。２２は例えばエポキシ等の樹脂で形成されている
レンズ部、２３はレンズ部２２から延長されているアノ
ード、２４は同じくレンズ部２２から延長されているカ
ソードを示し、その先端部分は後述する半導体ペレット
が配置される基台２４ａが形成されている。２５はカソ
ード２４上にすり鉢状に形成されているリフレクタを示
し、半導体ペレットで放射される光を主観視方向すなわ
ち矢印Ｂ方向に反射する傾斜鏡面で形成されている。２
５ａはリフレクタ２５の開口部を示す。
【０００４】２６は基台２４ａに配置されている半導体
ペレットを示し、Ｐ領域及びＮ領域によって形成されて
いる。２６ａはＰ領域とＮ領域の接合面を示す。２７は
半導体ペレット２６におけるＰ領のほぼ中心部分に取付
けられている陽電極、２８はアノード２３と陽電極を接
続するボンディングワイヤ、２９は半導体ペレット２６
を基台２４ａの底面部に固定する導電性の銀ペーストで
ある。
【０００５】この発光ダイオード２１はアノード２３か
らＰ領域に＋の電圧、カソード２４からＮ領域に−の電
圧を印加することによって、Ｐ領域から正孔が、またＮ
領域からは電子が接合面２６ａに移動して再結合する際
に接合面２６ａの両側に光を出射する。ここで出射され
た光は、リフレクタ２５によって主観視方向Ｂに反射さ
れてレンズ部２２で収束されるか、又は直接レンズ部２
２で収束されて放射されるようになる。
【０００６】図７は図６に示した発光ダイオード２１の
半導体ペレット２６付近を拡大して示すとともに、半導
体ペレット２６から放射される光の光路を摸式的に示す
図である。この図で、白抜きの矢印は半導体ペレット２
６のＰ領域から放射されるＰ領域光ＬＰ、実線は半導体
ペレット２６の側面から出射されるＰ領域光ＬＰよりも
やや弱い側面光ＬＳを示している。
【０００７】上記したようにアノード２３及びカソード
２４に所定の電圧を印加すると、破線で示したように電
流が流れ、接合面２６ａから光が放射される。主観視方
向Ｂに出射されるＰ領域光ＬＰは、そのままこの図に示
されていないレンズ部２２で収束されて外部に放射され
る。また、半導体ペレット２６の側面から放射される側
面光ＬＳはリフレクタ２５で主観視方向Ｂに反射された
後にレンズ部２２で収束されて外部に放射されることと
なる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した発
光ダイオード２１は、リフレクタ２５を用いて半導体ペ
レット２６の側面から放射される側面光を主観視方向に
反射させて有効に利用するようにしているが、半導体ペ
レット２６のＮ領域から銀ペースト２９側に放射される
Ｎ領域光は有効に利用されていなかった。銀ペースト２
９側にもＰ領域光ＬＰと同量のＮ領域光が放射される
が、半導体ペレット２６が不透明体で形成されている場
合は、銀ペースト２９で反射されたＮ領域光は半導体ペ
レット２９で吸収されてしまうこととなる。また、半導
体ペレット２６が透明体で形成されている場合は、銀ペ
ースト２９で反射されたＮ領域光は半導体ペレット２６
を透過するが、半導体ペレット２６を透過することによ
って光量が低下してしまう。さらに、主観視方向Ｂ側に
出射されるＰ領域光ＬＰに関しても、半導体ペレット２
６の最も輝度の高い発光部分に陽電極２７が配置されて
おり、この陽電極２７に遮られて外部に取り出されるＰ
領域光ＬＰの効率が低いという問題点があった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解決するためになされたもので、Ｐ領域及びＮ領域
からなる半導体ペレットに電圧を印加することにより発
光する半導体発光素子において、前記半導体ペレットの
Ｐ領域とＮ領域の接合面を主観視方向と平行となるよう
に配置して半導体発光素子を構成する。また、前記Ｐ領
域及びＮ領域に配置される電極は互いに対向しない位置
に配置するようにする。さらに、前記半導体ペレット
は、主観視方向に開口部を有する傾斜鏡面部内に配置さ
れるとともに、前記開口部の高さは前記半導体ペレット
の上端部と同等又は高くなるように形成する。
【００１０】
【作用】本発明によれば、半導体ペレットのＰＮ接合面
の両側に放射される光（Ｐ領域光及びＮ領域光）を、傾
斜鏡面部を介して利用することができ、さらに陰電極と
陽電極を対称かつ対向しないように配置することによっ
て、最も輝度の高いＰ領域及びＮ領域の中心付近から出
射される光を有効に利用することができるようになる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の半導体発光素子の実施例を説
明する。図１は本実施例の発光ダイオードを断面的に示
す図である。この図で１は発光ダイオード本体、２はレ
ンズ部、３はアノード、４はカソード、４ａは基台、５
はリフレクタを示し、図６に示した発光ダイオード２
１、レンズ部２２、アノード２３、カソード２４、基台
２４ａ、リフレクタ２５に対応している。５ａはリフレ
クタ５の開口部を示し、本発明では半導体ペレットの高
さと同等又はそれよりも高くなるように形成されてい
る。
【００１２】６はＮ領域及びＰ領域からなる半導体ペレ
ット、６ａはＮ領域とＰ領域の接合面を示す。本発明に
おける半導体ペレット６は接合面６ａが主観視方向Ｂと
平行になるように配置されている。７はＮ領域に配置さ
れている陰電極、８は陰電極７とカソード４を接続して
いるボンディングワイヤ、９はＰ領域に配置されている
陽電極、１０は陽電極とアノード３を接続しているボン
ディングワイヤ、１１は半導体ペレット６を基台４ａに
固定する非導電性の接着剤を示す。
【００１３】本発明の発光ダイオード１も図６で説明し
た場合と同様に、アノード３からＰ領域に＋電圧、カソ
ード４からＮ領域に−電圧を印加することによって、半
導体ペレット６の接合面６ａの両側に光を放射すること
となる。そして本発明では、接合面６ａが主観視方向Ｂ
と平行となるように配置されているので、Ｎ領域光及び
Ｐ領域光がそれぞれリフレクタ５で反射された後に、レ
ンズ部２で収束されて外部に放射されるようになる。
【００１４】図２は図１に示した発光ダイオード１の半
導体ペレット６付近を拡大して示すとともに、半導体ペ
レット６のＮ領域及びＰ領域から放射される光（Ｎ領域
光及びＰ領域光）の光路を摸式的に示す図である。この
図で、白抜きの矢印は半導体ペレット２６のＰ領域から
放射されるＰ領域光ＬＰ、及びＮ領域から放射されるＮ
領域光ＬＮ、実線は半導体ペレット６の側面から反射さ
れる側面光ＬＳを示している。
【００１５】上記したようにアノード３及びカソード４
に所定の電圧を印加すると、破線で示したように電流が
流れ、Ｎ領域及びＰ領域からＮ領域光ＬＮ、Ｐ領域光Ｌ
Ｐ及び側面光ＬＳが出射される。主観視方向Ｂに出射さ
れる側面光ＬＳは、そのままこの図に示されていないレ
ンズ部２で収束されて外部に放射される。また、Ｎ領
域、Ｐ領域から放射されるＮ領域光ＬＮ、Ｐ領域光ＬＰ
はリフレクタ５で主観視方向Ｂに反射された後にレンズ
部２で収束されて外部に放射されることとなる。
【００１６】このように、Ｎ領域とＰ領域の接合面６ａ
が主観視方向Ｂと平行になるように配置することによ
り、Ｎ領域から出射するＮ領域光ＬＮとＰ領域から出射
するＰ領域光ＬＰをリフレクタ５で反射して主観視方向
Ｂに反射することができ、出射光の利用効率を向上する
ことができるようになる。
【００１７】次に図３乃至図５にしたがい上記実施例の
発光ダイオード１の変形例を説明する。図３は変形例の
発光ダイオード１を断面的に示す図であり、図４は図３
に示した発光ダイオード１の半導体ペレット６を９０°
回転して電極面からＮ領域側付近を拡大して示す図であ
る。これらの図で図１と同一部分は同一符号を付して説
明を省略する。これらの図に示されている変形例は、半
導体ペレット６に電圧を印加するための陰電極７と陽電
極９を対称かつ互いに対向しない位置に配置するもので
ある。ここでは、陰電極７と陽電極９を例えば半導体ペ
レット６の対角線上の角部付近に配置することによっ
て、発光時に最も輝度が高いＮ領域及びＰ領域の中心部
付近で放出されるＮ領域光ＬＮ及びＰ領域光ＬＰを有効
に利用することができるようになされている。
【００１８】図５は図３に示した発光ダイオード１の半
導体ペレット６付近を拡大して示すとともに、半導体ペ
レット６のＮ領域及びＰ領域から放射されるＮ領域光、
Ｐ領域光及び側面光ＬＳの光路を摸式的に示す図であ
る。この図も図２と同様に、白抜きの矢印は半導体ペレ
ット６のＮ領域から出射されるＮ領域光ＬＮ(1、2、3) 、
及びＰ領域から出射されるＰ領域光ＬＰ(1、2、3) を示し
ている。
【００１９】この場合も、図２で説明した場合と同様に
して、アノード３及びカソード４に所定の電圧を印加す
ると、破線で示したように電流が流れ、Ｎ領域及びＰ領
域からＮ領域光ＬＮ(1、2、3) 、Ｐ領域光ＬＰ(1、2、3) 及
び側面光ＬＳが出射される。このとき主観視方向Ｂに出
射される側面光ＬＳは、そのままこの図に示されていな
いレンズ部２で収束されて外部に放射される。また、Ｎ
領域、Ｐ領域から放射されるＮ領域光ＬＮ(1、2、3) 、Ｐ
領域光ＬＰ(1、2、3) はリフレクタ５で主観視方向Ｂに反
射された後にレンズ部２で収束されて外部に放射される
こととなる。
【００２０】さらにこの変形例では、陰電極７と陽電極
９を対称かつ互いに対向しないように中心部分からずら
して配置することにより、半導体ペレット６の中心部付
近すなわち最も輝度が高い部分から出射されるＮ領域光
ＬＮ2 、及びＰ領域光ＬＰ1を利用することが可能であ
る。つまり、半導体ペレット６の中心部付近から出射さ
れたＮ領域光ＬＮ2 、Ｐ領域光ＬＰ1 もリフレクタ５に
よって主観視方向Ｂに反射することができるので、レン
ズ部２で収束されて外部に放射される光の輝度を向上す
ることができるようになる。
【００２１】なお、上記変形例においては、陰電極７と
陽電極９を対角線上の角部に配置する例で説明したが、
陰電極７と陽電極９は対称かつ対向しない位置であれば
他の位置に配置しても良い。
【００２２】
【発明の効果】以上、説明したように本発明の半導体発
光素子は、半導体ペレットをＰＮ接合面を主観視方向と
平行になるように傾斜鏡面部内に配置しているので、Ｐ
領域及びＮ領域から出射されるＰ領域光、及びＮ領域光
を利用することができるようになり、外部に放射される
光の利用効率を向上することができる。また、陰電極と
陽電極を互いに対向しないように配置することができる
ので、従来電極に遮られていた最も輝度の高い半導体ペ
レットの中心部付近から出射された光を利用することが
可能となり、外部に放射される光の輝度を向上すること
ができるようになる。さらに、傾斜鏡面部の開口部を半
導体ペレットと同等あるいは高くなるように形成するこ
とにより、半導体ペレットから出射されるより多くの光
を主観視方向に反射することができるという利点があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の発光ダイオードを断面的に示
す図である。
【図２】図１に示した半導体ペレット付近を拡大すると
ともに光路を摸式的に示す図である。
【図３】図１に示した発光ダイオードの変形例を断面的
に示す図である。
【図４】図３に示した発光ダイオードの半導体ペレット
をＮ領域側から示す図である。
【図５】図４に示した半導体ペレット付近を拡大すると
ともに光路を摸式的に示す図である。
【図６】従来の発光ダイオードを断面的に示す図であ
る。
【図７】図６に示した半導体ペレット付近を拡大すると
ともに光路を摸式的に示す図である。
【符号の説明】
１ 発光ダイオード ５ リフレクタ ５ａ 開口部 ６ 半導体ペレット ６ａ 接合面 ７ 陰電極 ９ 陽電極 Ｂ 主観視方向

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 Ｐ領域及びＮ領域からなる半導体ペレッ
    トに電圧を印加することにより発光する半導体発光素子
    において、 上記半導体ペレットのＰ領域とＮ領域の接合面を主観視
    方向と平行となるように配置したことを特徴とする半導
    体発光素子。
  2. 【請求項２】 上記Ｐ領域とＮ領域における電極は互い
    に対向しない位置に配置されていることを特徴とする請
    求項１に記載の半導体発光素子。
  3. 【請求項３】 上記半導体ペレットは、主観視方向に開
    口部を有する傾斜鏡面部内に配置されるとともに、上記
    開口部の高さは上記半導体ペレットと同等又は高くなる
    ように形成されていることを特徴とする請求項１又は請
    求項２に記載の半導体発光素子。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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